Ingegneria Aerospaziale
Cod 198294
- Laurea magistrale
- 2 anni
- 120 CFU
- LM-20 R
IIND-08/A
Electric Propulsion Energy Systems and Powertrain Aspects
Codice: 20830041
Scheda insegnamento
- Anno Accademico di erogazione
- 2026/2027
- Corso di studi
- Ingegneria Aerospaziale
- Periodo di erogazione
- Secondo semestre
- CFU
- 9 CFU
- Lingua
- Inglese
- SSD
- IIND-08/A
Scopri il programma didattico
Programma, testi adottati e modalità d’esame sono quelli pubblicati dai docenti per l’anno accademico 2026/2027.
- Docente
- Alessandro Lidozzi
- Curriculum
- Aeronautico
- Anno di corso
- 1
- Periodo
- Secondo semestre
- Ore
- 72
- CUIN
- 260005850
Programma
Sistemi di accumulo ed impieghi in campo aeronautico. Accumulatori elettrochimici ad alta temperatura. Supercondensatori. Tecnologie di accumulo basate sul litio: strutture, gestione e protezione, normativa. Accumulo di idrogeno.
Sistemi di conversione statica e tolleranza ai guasti.
Struttura e funzionamento delle macchine elettriche di tipo fault tolerant.
Struttura e funzionamento delle reti elettriche di bordo.
Architetture di propulsione e generazione della potenza elettrica a bordo di aeromobili, dalla struttura convenzionale, al powertrain ibrido ed al full-electric. Ibrido parallelo, ibrido serie. Parzialmente elettrico serie e parallelo.
Dimensionamento dei sistemi di accumulo, serie e parallelo. Esempi applicativi su velivoli senza pilota. Battery Management Systems.
Tendenze e sviluppi della propulsione elettrica aeronautica.
Ground Power Units (GPU).
Le esercitazioni verranno svolte tramite l’impiego di software quali Matlab/Simulink e National Instruments LabVIEW.
Sistemi Hardware-In-the-Loop (HIL) per la simulazione real-time di sistemi elettrici (Digital Twin): dalla generazione dei modelli alla codifica su piattaforme di calcolo.
Prerequisiti
Conoscenza delle applicazioni elettriche, circuiti in corrente alternata e corrente continua.
Testi adottati
Dispense a cura del docente.
Haran K, Madavan N, O’Connell TC, eds. Electrified Aircraft Propulsion: Powering the Future of Air Transportation. Cambridge University Press; 2022.
https://ieeexplore.ieee.org/book/8854887
https://ieeexplore.ieee.org/book/7753049
https://ieeexplore.ieee.org/book/8504362
https://ieeexplore.ieee.org/book/9989444
Bibliografia di riferimento
V. Madonna, P. Giangrande and M. Galea, "Electrical Power Generation in Aircraft: Review, Challenges, and Opportunities," in IEEE Transactions on Transportation Electrification, vol. 4, no. 3, pp. 646-659, Sept. 2018, doi: 10.1109/TTE.2018.2834142.
T. C. Cano et al., "Future of Electrical Aircraft Energy Power Systems: An Architecture Review," in IEEE Transactions on Transportation Electrification, vol. 7, no. 3, pp. 1915-1929, Sept. 2021, doi: 10.1109/TTE.2021.3052106
Xin Zhao, J. M. Guerrero and Xiaohua Wu, "Review of aircraft electric power systems and architectures," 2014 IEEE International Energy Conference (ENERGYCON), Cavtat, Croatia, 2014, pp. 949-953, doi: 10.1109/ENERGYCON.2014.6850540.
M. Ghassemi, A. Barzkar and M. Saghafi, "All-Electric NASA N3-X Aircraft Electric Power Systems," in IEEE Transactions on Transportation Electrification, vol. 8, no. 4, pp. 4091-4104, Dec. 2022, doi: 10.1109/TTE.2022.3158186.
P. Kshirsagar et al., "Anatomy of a 20 MW Electrified Aircraft: Metrics and Technology Drivers," 2020 AIAA/IEEE Electric Aircraft Technologies Symposium (EATS), New Orleans, LA, USA, 2020, pp. 1-9.
X. Roboam, "New trends and challenges of electrical networks embedded in “more electrical aircraft”," 2011 IEEE International Symposium on Industrial Electronics, Gdansk, Poland, 2011, pp. 26-31, doi: 10.1109/ISIE.2011.5984130.
Modalità di erogazione
Lezioni frontali. Saranno di ausilio esercitazioni e simulazioni relative agli argomenti che verranno illustrati durante il corso.
Modalità di frequenza
La frequenza è fortemente consigliata.
Modalità di valutazione
La verifica dell'apprendimento avviene tramite colloquio. Allo studente verranno sottoposti due quesiti sugli argomenti trattati durante il corso.
Prove previste
- Prova orale
Esplora gli obiettivi dell’insegnamento
Ambito disciplinare: Attività formative affini o integrative
Lo studente verrà posto in grado di familiarizzare con le problematiche relative all’accumulo dell’energia elettrica, le principali tecnologie e la loro gestione attiva.
Saranno forniti gli strumenti per comprendere le tecnologie impiegate per la generazione di potenza elettrica. Conoscere le architetture di conversione statica della potenza elettrica ed il loro impiego nei powertrain. Caratteristiche di tolleranza al guasto saranno parte integrante del programma del corso.
Le esercitazioni verranno condotte mediante l’impiego di simulatori real-time di tipo Digital Twin, per mezzo dei quali verranno mostrate delle applicazioni di casi reali
Risultati di apprendimento attesi
Lo studente sarà messo in condizione di familiarizzare con le problematiche relative all’accumulo dell’energia elettrica, con le principali tecnologie disponibili e con la loro gestione attiva.
Saranno forniti gli strumenti per comprendere le tecnologie impiegate nella generazione di potenza elettrica, conoscere le architetture di conversione statica della potenza ed il loro impiego nei powertrain. Le caratteristiche di tolleranza al guasto costituiranno parte integrante del programma del corso.
Le esercitazioni saranno condotte mediante l’impiego di simulatori real-time di tipo Digital Twin, attraverso i quali verranno presentate applicazioni basate su casi reali.
Obiettivi di sostenibilità
- 4 Istruzione di qualità
- 7 Energia pulita e accessibile
- 9 Imprese, innovazione e infrastrutture
- 11 Città e comunità sostenibili
- 12 Consumo e produzione responsabili
- 13 Lotta contro il cambiamento climatico
- 17 Partnership per gli obiettivi
- 3 Salute e benessere
Esempi di domande d’esame
Sistemi di accumulo elettrochimico. Convertitori statici DC-AC.